No.75 April 2008
The Shipbuilding Research Centre of Japan
No. 75●目 次●

1 ウォータージェット船の水槽試験

ウォータージェット船の水槽試験

page 1
2 プロペラ設計における最適直径と
最適回転数（その1、ピッチ比シリーズからの設計チャート）page 23 ウォータージェット（第4回

自航試験法）
page 4

4 救急患者輸送艇「秋桜Ⅱ」が就航−広島県豊田群大崎上島町−
page 6
5 SRC船型設計システム−全体を統括するシステムに関して−
page 86 水槽試験で使用する計測機器（第3回

プロペラ単独試験用動力計，

ポッド型動力計について）
page 10
7 トピックス等

ジェット巡視船の縮尺模型・自航試験の

日中環境エネルギー物流協力フォーラム、様子です。中段の写真はウォータージェ

海上高速物流セミナーへの参画

ットのインテーク付近の様子です。本船

平成19年度成果の部外発表状況

は二軸船なので、インテークは左右舷に委員会等それぞれ一箇所ずつ装備されています。

編集後記

ウォータージェット推進器のインレッ

SRC所在地図

ト部分の工作は難しいのですが、日本造

page 12船技術センターでは、模型船本体とは別にインテーク部分をNC切削により製作
ウォータージェット推進については、本紙上で何度か紹介しています。ウォー

財団法人

し、模型船に組み込む方法を採用しています。

タージェット推進は、30ノット以上で航これまで当センターでは、高速艇の試

日本造船技術センター

行する高速艇で採用されることが多い推

験を数多く実施してきましたが、抵抗試〒180-0003 東京都武蔵野市吉祥寺南町1丁目6番1号
吉祥寺スバルビル3階TEL 0422-40-2820 FAX 0422-40-2827

進方式です。

験や通常プロペラの自航試験に加えて、上の写真は、墨田川造船株式会社殿並ウォータージェット船の自航試験にも対試験センター

びに新潟造船株式会社殿より依頼を受け応できる体制が整い、幅広い顧客のニーて実施した、海上保安庁殿のウォーターズに応えられるようになりました。

〒181-0004 東京都三鷹市新川6丁目38番1号（独）海上技術安全研究所2号館内
TEL 0422-24-3861 FAX 0422-24-3869

1

プロペラ設計における最適直径と最適回転数（その1，ピッチ比シリーズからの設計チャート）
船舶の設計においてプロペラ直径・回転数の決定は重要なテーマの一つとなっプロペラ回転数を設計条件として与えた場合の最適直径およびピッチ比です。

これらを示したのが図−3と表です。
図−3は、図−2に示したピッチ比シリています。第一次のオイルショックを契ピッチ比のみを数種変えたプロペラのーズのプロペラ単独特性を使用して作成

機に、1970年代後半、減速ギアの進歩もあり、造船分野で低回転大直径プロペ

単独性能から、図−1のようなチャート
を1枚作成することができます。幾つかしました。横軸はSI単位を使用した無次元の荷重係数にしてあります。等高線もラがブームになりました。その後、舶用
機関の低速化も進み、現在、低回転大直の翼数、展開面積比に対してチャートが用意されており、我が国ではMAUの設

直径係数の代わりにプロペラ前進係数Jで表しています。

径プロペラが常態となっています。
最近は、必要な条件を入力するとプロ

計チャートが有名です。

図−3の上の2個の図は、スラスト馬
力（出力）を与えて伝達馬力（入力）を

ペラ設計の結果が出力されるプログラムが普及していますので、最適プロペラについて考える機会も少なくなっていますが、プロペラ設計における最適直径、回転数の基本を充分理解しておくことも重要です。
プロペラ回転数の低速化は主機関の効率とも密接に関連する問題ですが、本稿ではプロペラ側、船体側のみからプロペ
ラ直径、回転数について説明します。

2．ピッチ比シリーズから得られる設計チャート
BPチャートはプロペラ前進速度，伝達馬力、プロペラ回転数を設計条件として与えて最適効率のプロペラ、即ち、プロペラが出力するスラスト馬力を最大にするプロペラ直径とピッチ比を求めるチャートです。
これ以外に、プロペラが出力すべきス最小にする場合のチャートです。下の図は、逆に、伝達馬力を与えてスラスト馬
力を最大にする場合のチャートです。
右側の2個の図はプロペラ回転数を与えて最適直径を求めるチャートです。下の図は図−1に示したBPチャートに対応します。スラスト馬力を与える上の図に対応するチャートは、従来BUチャー

ラスト馬力を与えて、それに必要な伝達

1．BPチャート

馬力を最小にする設計も考えられます。
また、プロペラ回転数を与えて効率が最

図−1はプロペラ設計でよく使用されるBPチャートです。横軸を馬力係数BP高となるプロペラ直径を求める設計とは逆に、プロペラ直径を与えて効率が最高の平方根、縦軸をピッチ比pとして、プとなるプロペラ回転数を求める設計も考

ロペラ単独効率（実線）と直径係数δ（点線）の等高線が描かれています。

えられます。

プロペラ前進速度VA，主機関から伝達される馬力Pとプロペラ回転数Nを設計条件として与えますと、BPが定まります。
横軸のBPの値が定まりますと、プロペラ単独効率の等高線で右に凸となっている
点でプロペラ効率が最高となります。この点を結んだ線（破線）が、BPが与えられたときの最高効率を表す線となります。
与えられた横軸の値と破線との交点における直径係数の値からプロペラ直径
が、縦軸の値からピッチ比が定まります。
これが、プロペラ前進速度，伝達馬力、2

図−1

BPチャート

図−2 ピッチシリーズのプロペラ単独特性
これは、4翼、展開面積比aE=0.47、ボス比＝0.17のプロペラの特性である。
本稿では、プロペラ単独特性は揚力面理論による計算で求めた。粘性影響は相当
二次元翼に対する二次元境界層計算で求めた。実船のレイノルズ数を想定し、前縁付近で乱流に遷移するものとし、表面粗度をks=30μmとして計算した。

SRC News No.75 April 2008

トと呼ばれていましたが、我が国では作ら作成しました。図−1等から図−2を（右向）は一体のものです。片方だけで成されませんでした。

作成することもできますから、本稿で示はプロペラになりません。

左側の2個の図はプロペラ直径を与えて最適回転数を求めるチャートで、このした8枚の図は同じ情報を含んでおり相互に変換可能です。

以上は、ピッチ比のみを変えたプロペラの特性から得られる結論です。

タイプのチャートは従来作られなかったようです。これは、プロペラ回転数は設

また、図−4では左上から右下に向かう領域でのみ等高線を示しています。こ

実際にはプロペラ直径や回転数を変えると推進性能、キャビテーション性能、

計条件として与えられるもので、自由にれ以外の領域はプロペラ効率が悪く使用強度条件も変わります。次回はこれらもは変えられない、という状況にあるからです。

されることはありません。低回転大直径
プロペラの低回転化（下向）と大直径化考慮したより実際的な例を示します。
（技監、佐藤和範）

図−3中の○印、破線はプロペラ回転数からK T ／J 4 または2πK Q ／J 5 を与えて最適直径を求める場合の最適曲線です。他方、△印、一点鎖線は、プロペラ直径からK T ／J 2 または2πK Q ／J 3 を与えて最適回転数を求める場合の最適曲線です。同じ○印、△印は図−2にも、小さい印ですが、示してあります。
また、□印は、図−2に示すようにピッチ比を変えた各プロペラの単独効率最高点です。図−3では、単独効率の等高線の下に凸な頂点となります。これは、設計条件として馬力が与えられずにピッチ比が与えられ、効率が最高になるプロ
ペラ前進係数を求める設計に対応していますが、このような設計は普通、存在しません。
プロペラ回転数を与えて最適直径を求める場合の最適曲線（図−3の破線）とプロペラ直径を与えて最適回転数を求める場合の最適曲線（図−3の一点鎖線）とは一致しません。すなわち、プロペラ
回転数を与えて最適直径を求め、この直径を設計条件として最適回転数を求めても、最初に設定した回転数とはなりません。このことを形式を変えて示したのが
図−4です。
これはKT／J2等、4個の荷重係数を横軸、縦軸にしてプロペラ単独効率（実線）図−3

荷重係数を変えたプロペラ設計チャートとピッチ比（点線）を等高線で示した図です。左の図は伝達馬力が与えられた場
合の図、右側はスラスト馬力があたえられた場合の図です。横軸はプロペラ直径を表し、縦軸はプロペラ回転数を表します。馬力とプロペラ前進速度に加えて、プロペラ直径を与えると横軸の値が定まり、プロペラ単独効率はプロペラ単独効率の等高線の左に凸になっている点で最高になりますので、図中の一点鎖線がプ
ロペラ直径を与えた場合の最適回転数を与える曲線です。同様に、破線がプロペ
ラ回転数を与えた場合の最適直径を表す曲線です。確かに、二つの最適曲線は一致していません。
○印、破線と△印、一点鎖線、さらに□は図−2〜3と同じものです。図−1、3〜4はすべて図−2に示したデータか
図−4
SRC News No.75 April 2008

4個の荷重係数とプロペラ効率等
3ウォータージェット（第4回 自航試験法）
ウォータージェット推進方式に関し

Tg：スラスト（グロス）[kgf]される効率です。なお、ここでは船体にて、前回、推進効率の構成について説明

Vm：モーメンタム流速 [m/s]装備されたことによる影響を示すポンプ

しました。今回は、ウォータージェット
船の自航試験について説明します。

1．自航試験とはη h は、船殻効率と呼ばれ、推力減少係数（1−t）と伴流係数（1−w）の比です。推力減少係数は、船体に働く抵抗

自航試験とは、船が自分の力で航行している状態、自航状態での水槽試験のことです。従って、通常船なら通常のプロ
ペラを、ウォータージェット船ならウォと推力の関係を、伴流係数は船底の境界層がウォータージェットに与える影響を表しています。定義を式（6）、式（7）に示します。
Tg（1−t）= RT・・・（6）を製作します。

w = Vm/Vs

験的に求め、最終的に実船の推進性能を推定する事にあります。
推進効率はいくつかの要素に分けることができますが、分けるためには自航試

ジェット効率とポンプ効率に含まれる
全揚程Hの定義を図−1に示す。
このインレット損失係数と、ノズル損
失係数は自航試験で求めることが難しいので、別途、ウォータージェット推進装置
単独での試験により求める事があります。
なお、単独性能試験は縮尺模型は使わータージェット推進器を装備した模型船自航試験を行う目的は、推進効率を実効率比ηrはηpumpに含めて扱っています。

ずに、実機で行われる事が多いようです。

・・・（7）

2．自航試験の計測項目

実用上、モーメンタム流速はキャプチャ(Capture)エリア内の船体進行方向の平均流速と等しいとみなす事ができます。
なお、Tgは次式により計算されます。

ウォータージェット船の自航試験において、一般に必要とされる計測項目は次の3つです。
①流量

験だけではなく、抵抗試験や推進器の単Tg=ρQ（Vj−Vm）・・・（8）②曳航力

独性能試験など、別の種類の試験も併せ

Vj：ジェット流速 [m/s]③ノズル沈下量
加えて、計測、あるいは理論推定や経て行う必要があります。
有効馬力R T V S と伝達馬力P D の関係を式（1）のように定義しますと、有効馬力は抵抗試験により、推進効率は自航試
験などにより得ることができます。

ジェット流速も、実用上、ノズルから吐出される船体進行方向の平均流速と等しいと見なす事ができます。

・・・（1）

RT：船体抵抗（吸い込み口なし）[kgf]VS：船速 [m/s]④キャプチャエリアの速度分布を求めておく必要があります。

ηjetはノズルによるジェット効率でウォータージェット推進装置の全揚程がス

RTVS = ηPD

験則により、

ラストに変換される効率を示します。
ポンプ効率ηpumpは、伝達馬力がウォ以上のうち、②と③については、計測に特別な困難はなく、通常プロペラの船
舶と同様の計測が可能なので、ここではこれ以上述べません。①と④についてはータージェット推進装置の全揚程に変換

η：推進効率
PD：伝達馬力 [kgf-m/s]
一般的な分け方で説明しますと、推進効率は式（2）のように分けられます。
η＝ηh×ηjet×ηpump・・・（2）それぞれは次のように定義できます。
ηh ＝（1−t）／（1−w） ・・・（3）ηjet ＝TgVm／（QρgH）

・・・（4）

ηpump ＝QρgH／PD

・・・（5）
2

ρ：流体密度 [kgf・s ／m4]
g ：重力加速度 [m/s2]
Q：流量 [m3/s]
H：ポンプ全揚程 [m]4

図−1 全揚程Hの定義

SRC News No.75 April 2008

ウォータージェット船特有の難しさがあ

流れの内、ウォータージェットに吸入るので、以下、詳しく説明します。

（キャプチャ）される範囲を意味してい①の流量計測は、ウォータージェット

ます。

船の自航試験特有の計測項目で、主に、速度分布は、例えば串型ピトー管式流スラストを評価するために計測します。

速計などで計測できますが、キャプチャウォータージェット船は、通常の船とエリアを実験的に決定する事が難しいた異なり、推進器と船体を分離して扱う事

めCFDなどの数値計算による推定も推奨が難しいので、インペラ単体のスラストされています。CFDによる流れの吸入のを考えるのではなく、ウォータージェット様子を図−2（文献[2]）に示します。

推進器が流体に作用した結果として生じキャプチャエリアに関しては、フラッる運動量変化をスラストとして扱います。

シュ型のインレットについて実験およびスラストの計算方法を式（8）に示し

数値計算による検討を行った結果、インましたが、その計算には流量Qを計測す

テーク幅の1.3倍程度の幅をもつ半楕円る必要がある事が分かります。

形の領域を設定する方法が、ITTCのガ

さて、自航試験における流量計測には、いくつかの手法が提案されていますが、

図−4

キャプチャエリアの決定例

また、扱いの難しいキャプチャエリアや流速分布を使わずに、模型船の1−wを推定する簡便な試験法も提案されています（文献[3]）。

イドライン（文献[1],[2]）として提案されています。

参考文献[1] ITTC−Proceedings of the 23rd

よく行われている方法は次の2つです。

ITTC− VolumeⅡ The Specialistア）質量法

Committeeイ）差圧計測による方法
質量法は航走時に模型船のノズルからofand Guidelines 7.5-02-05-03.1

き、その質量から流量を計算する方法でRev.1,

す。この方法では、ノズルから吐出されTesting and Extrapolation−

る水流を集める機構と、水を貯めておく

Methods High Speed Marine
図−2

流れの吸入の様子

差圧計測による方法は、ノズルの絞りの上流と下流の壁面に圧力孔を設け、そValidation[2] ITTC−Recommended Procedures

吐出される水流を別途タンクに集めてお装置を備えておく必要があります。

on

Waterjet Test Procedures

ここで、インテーク幅の定義を図−3の差圧から流量を推定する方法です。こ（文献[2]）に、CFDによるキャプチャエ

の方法では、事前に差圧と流量の対応をリアの設定例を図−4に示します。この求めておく必要があります。この場合、

例では、尺度影響を考慮して、模型スケ

質量法、堰法などによる検定が推奨されールと実船スケールでキャプチャエリアています。また、ボラード状態におけるの大きさを変えています。

Vehicles,Waterjets Propulsive
Performance Prediction[3] 松村竹実， 第5回 舶用プロペラに関するシンポジウム 第8章ウォータージ
ェット推進（試験センター技術部

新郷

将司）

スラストから流量を推定し、差圧と対応させる方法もあります。
Tbollard = ρQVj =ρAnVj2

Vj = √Tbollard /ρAn
Q = VjAn

・・・（9）④のキャプチャエリアの速度分布は、Vmを推定する際に必要です。
キャプチャエリアというのは、インレット直前に設定したある断面を通過する

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図−3

インレット幅の定義

5救急患者輸送艇「秋桜Ⅱ」が就航−広島県豊田郡大崎上島町−

1．はじめに広島県豊田郡大崎上島町は、大崎上島
3町（大崎町、東野町及び木江町）が平
成15年4月1日に合併して誕生した町でミ合金が採用されました。また、機関に設計及び建造監理を実施しました。本艇

ついては搬送時間の短縮を図るため、軽の概要を以下に紹介します。

量高出力で防振支持を備えた主機関2基2．本艇の目的を配置し、2基のプロペラを駆動する2機2軸方式としました。基本コンセプト

す。対岸に位置する竹原市、東広島市安

大崎上島町の行政区域から必要に応じ

芸津町は北方7〜10kmにあり、高速船、対岸の竹原市または安芸津町に救急患者(1) 建造に係るイニシャルコスト及びメフェリーで結ばれています。

を速やかに搬送することが本艇の業務でンテナンスコストの低減が期待でき

本町には大きな病院が無いことから、

す、その内容は次のとおりです。

は以下のとおりです。

る19総トン以下のJCI船としました。

救急患者の本土への搬送のため10トン(1) 救急搬送活動型患者輸送艇「秋桜」を所有していまし(2) 海上における救急救助活動

ッチャー乗降用ランプを設置しました。しかし、平成2年に建造された「秋(3) 災害時等の物資輸送た。また、高規格医療器具を装備し桜」は老朽化が進み、また救急対応の高(4) その他規格設備を有していないため、その代替船の建造が町により計画されました。

6

本艇の建造に当たっては当センターが

3．基本コンセプト

本艇は平成18年に日本造船技術セン

本艇の建造計画は、まず船質の選定かターで基本設計を行い、平成19年7月6

ら始めました。候補としてはFRP（「秋日に（株）木曽造船で起工、平成20年1

桜」はFRP）または耐蝕アルミ合金でし

月に竣工しました。船名は「秋桜Ⅱ」とたが、種々の比較検討の結果、経年変化

命名されました。

が少なくかつリサイクルが効く耐蝕アル(2) 患者搬入を迅速にするためのストレた船としました。
(3) 船速は常備状態、主機関85％出力で25ノット、軽荷状態で最大馬力にて27ノットとしました。
(4) 船員は「秋桜」と同じく2名とし、その他は12名としました。

SRC News No.75 April 2008

4．基本計画概要
基本コンセプトより、本艇の基本計画

5．完成主要目等(1) 主要目の概要を以下のように設定しました。

全長

15.30m(1) 業務上高速性を要求されることから

登録長さ15.00m

軽量化を図る必要があり、また、船幅体保守費用、廃船費用等を考慮して

深さ(型)

1.93m

船質を船舶用耐食アルミ合金製とし

満載喫水

0.80m

ました。

総トン数

19 トン

(2) 船型は高速性を発揮できる単胴チャ
イン船型としました。
(3) 係留場所となる大崎上島町の盛谷桟橋は他の係留船との関係から本船の長さに制約があり、全長は15.3mに抑えました。
(4) 主機関は所定の船速を満足する軽量

(型)

4.30m

航行区域

平水区域

航海速力

25 ノット

最大搭載人員
船

14名

員

2名

その他

12名

(2) 船体部主要機器
操舵装置

1台

高出力の4サイクルディーゼル機関

係船用キャプスタン

1台を2基搭載しました。主機関の位置

ランプドアー（両舷）

2台

第4種汽笛

1台

はVドライブ方式を採用して船尾側

トリムタブ

1式

15W防水型スピーカー

1台とし、防振支持として、救急処置室、

船尾プラットフォーム

1式

磁気コンパス

1基

操舵室における振動・騒音の低減を

冷暖房装置

2台

船舶用カラーレーダー

1基図りました。また、船尾側に配置す

ヒートガラス

1式

カラーGPSプロッター

1基ることにより上部構造や救急処置室

救命・消防設備1式

相対風向風速計

1基を一部取外すことなく主機関を取り(3) 機関部主要機器

ワイパー

3基

出すことが出来るようにしました。

操舵室制御盤

1台

主機関

2基

(5) 発電機は防振装置を施した高速ディ

高速ディーゼル機関

救急処置室

6．海上公試結果（抜粋）最大速力29.2ノットーゼル機関駆動1基を機関室前部に連続最大出力502kW／基配置して、船内機器に必要な電力を発電用機関

14.5kW

1基

騒音測定値(85%出力)供給するようにしました。

4翼固定ピッチプロペラ

2個(救急処置室)機動通風装置

4台

ポンプ類

1式

(6) 業務上の要件として緊急発動が多い
ため、主機関、補機関の発停操作は
全て操舵室から出来るよう主配電盤
も航海コンソールに組みこみました。

74dBA

7．あとがき
詳細設計展開に先立ち、発電機の容量、(4) 電気部主要機器

主機関の遠隔発停、また救急処置室の幅1) 電源装置・配電装置
主発電機

14.5kW

1台

等について船主（町）、造船所、当セン

サムの左右に固定式のトリムタブを

変圧器

5 kVA

1台

ター間で十分な協議を行いました。この装備しました。

蓄電池

200 Ah2群

結果、使い勝手の良い高性能の救急患者

150 Ah2群

輸送艇を建造することが出来ました。本

100 V

1式

艇のご活躍を祈念すると共に、積極的な(7) 航走トリム対策として、船尾トラン(8) 4翼スキュー付固定ピッチプロペラを装備し、直上の船底外板とのクリ
アランスを十分に確保して振動・騒音が低減するように留意しました。

陸電受電箱

ご指導を戴いた大崎上島町関係者の皆様

2) 航海灯・照明装置
航海灯類

1式

と、高い技術力で建造に当たられた（株）

ハロゲン探照灯（電動）2台

木曽造船殿に紙面を借りて感謝申し上げ

ハロゲン角型フラッドライト

2台

ます。

3) 航海計器・通信装置等
消防無線

SRC News No.75 April 2008

（海洋技術部

佐藤

千秋）

1式

7

SRC船型設計システム−全体を統括するシステムに関して−
1．はじめに

Cwカーブ、船首尾プロファイルです。

3．DSMのユースケース

この最適化に用いられる性能推定には

日本造船技術センター（SRC）で開

次に具体的にどのようなことができる

SRCが実施した水槽試験結果から高度発中の船型設計システムに関してはすでのか、
どのような使い方をするのかをユーな技術と多くの労力をかけて構築したデに概要をSRC News No.68 (2006)でスケース図を使って詳しく見ていきます。

ータベースを用いております。散布図に紹介しました。また、No.70 (2007)

図−4にDSMの基本的な使い方を示しはこのデータベースの頻度分布が示されでは実際に活用した事例を紹介しまします。設計に関連した部分は、「主要目のており、ユーザーは現在の設計対象がどた。今回はユーザーが最初に触れること決定」、「最適船型パラメータの決定」、

こに位置するか、周りにどれだけの多くになる、全体を統括するシステム、「概略線図の生成」、「区画配置及び貨物容のデータが分布しているかをみることに

Design System Manager（以下、積等の計算」の4つで構成されます。

より、性能推定の信頼度を知ることがでDSMと呼ぶ）に関して紹介します。

2．DSMの概要

図−5は「主要目の決定」に関する機きます。

能をブレークダウンした図です。入力できる要求仕様として、図−1に示す入力

図−7には「概略線図の生成」に関す

このシステムは、SRCが保有してい以外に主機、貨物容積などに関する調整る機能を示します。ここでは前の段階でる設計に関する技術を統合して、一連の値、場合によっては長さ、幅などの制約得られた船型パラメータから概略船図を設計作業がスムーズに行えるようにした条件なども入力できます。

生成することができ、ある程度の修正もシステムです。

次に、図−6に「最適船型パラメータ

図−1に示すように船種、載貨重量、の決定」に関する機能を示します。ここ

計画喫水、計画速力を入力とします。そでは、中央横断面形状など足りない設計

して、このシステムのガイダンスにした要素を追加します。その他のデータは基がって進めていくと、出力として主要目

本的には図−5の「主要目の決定」でのはもちろん、CB、Cp、Cw、lcbやその出力を引き継ぐことができますが、ここ他の詳しい諸係数、Cpカーブ、Cwカー

で、変更したいものがあれば修正も可能

ブ、線図、排水量計算結果、パワーカー

ですし、さらには各ユーザーがお持ちのブ、貨物容積、船舶用CADであるNapa

タイプシップを入力値として使用するこ用の入力データやその他の情報が得られともできます。

可能です。より詳細な修正や精度が必要ます。
利用形態としては、図−2に示すよう出力の最適船型パラメータとは、そのに全国の造船所等のユーザーからインタ

要目に合った最適な性能のCpカーブ、

図−3 実際のユーザーインターフェース

ーネット（暗号化通信）を介してSRCのサーバーに接続して使用する仕組みを採用します。これにより、ユーザーは重い計算を行うためのハードウェアーや
Napaライセンスを余分に用意する必要がなく、単に安価な端末を用意するだけで使用できます。実際には図−3に示す
ようにWEBブラウザーから使うことになります。

図−1 SRC Design System
Manager (DSM)でできること

8

図−2

利用形態

SRC News No.75 April 2008

な場合にはGeo2D（クライアントにインストールする形式の線図生成アプリケーション）用のデータをダウンロードしてローカルPCで編集して再度DSMにアップロードし、修正した線図を以降の作業で用いることができます。
次に図−8に「区画配置及び貨物容積等の計算」に関する機能を示します。区
画配置の情報を入力してSRC内にあるNapa（図−2参照）に船殻モデル、区

図−5 「主要目の決定」

画モデルを作り、排水量計算、貨物容積、コンテナ個数、重心などを計算し、線図が要求仕様を満足しているかを最終的に確認します。この後ユーザーはNapaデータをダウンロードして各ユーザーが所有するNapaを用いて詳細な設計作業が行えるようになっております。

4．おわりに本システムの利点は基本設計者等が船型設計に関わることができるところにあ図−6 「最適船型パラメータの決定」

り、全体の設計工程の効率化を支援します。また、タイプシップのない船種に対応できることも利点の一つです。
なお、本システムは平成20年度中に試験運用を開始し、平成21年度には正式運用する予定です。詳細については直接当センターまでお電話、メール、ホームページ等でお問い合わせください。
（技術開発部西川達雄）

図−7 「概略線図の生成」

図−4

DSMの基本的な使い方

SRC News No.75 April 2008

図−8 「区画配置及び容積等計算」

9

水槽試験で使用する計測機器（第3回 プロペラ単独試験用動力計、ポッド型動力計について）
船舶の主な静水中の推進性能試験は、当センターではプロペラのスラスト・ています。これはトルク容量5kgf-mの大きく分けると、抵抗試験、自航試験、トルクを計測する検力部として、大容量

0.02%/FSになっています。このようプロペラ単独性能試験、および伴流計測の検力部（常用）と小容量の検力部を用意

な数値は、検出器の機構部を工夫し、軸の4つになります。

して計測量に応じて使い分けています。

抵抗動力計、自航動力計と2回にわたって説明してきましたが、今回は、プロ
ペラ単独試験用動力計、ポッド型動力計

2．プロペラ単独試験用動力計の検力方式
当センターで使用しているプロペラ単について説明します。

1．プロペラ単独試験用動力計

独試験用動力計の検力方式は全量型のス
トレンゲージ方式で、原理的には自航動プロペラ単独性能試験を行うときのプ力計と同じです。また、検力部は交換可

ロペラの発生するスラストおよびトルク能な構造になっており、幅の狭い流線型を計測する装置がプロペラ単独試験用動のボートの中に搭載され、所定の水深ま力計です。この試験から得られるプロペで沈めて試験が行われます。プロペラ単

ラ単独性能曲線は自航試験解析および実独試験用動力計の概略図を図−1に、動船プロペラ性能推定の為には欠く事の出

力計の容量、精度等を表−1に、検力部来ない重要なものです。

を写真−1に示します。

プロペラ単独試験は、プロペラ前進係
VA）をパラメータとし、前進nD係数をボラード状態からスラストがゼロ

としては、軸先端部一箇所に内径となるまで順次変化させて実施します。

いすべり形式のものを用い、常時水潤滑日本造船技術センターでは、レイノル状態で使用することで、プロペラ軸の摩

数（J＝

2

5

表−1 プロペラ単独試験用動力計の容量・精度
大容量スラスト(kgf)(FS)
トルク(kgf-m)
小容量
スラスト(kgf)(FS)
トルク(kgf-m)
ゼロ点変動 (%FS/℃)
感度変動(%FS/℃)
非直線性(%FS)
ヒステリシス (%FS)
干渉度(%FS/FS)
許容過負荷
(%FS)

このプロペラ単独試験用動力計の軸受25mmでテフロン製の摩擦係数が小さ

ズ数(nD /ν)=6×10 を標準として試

擦トルクを軽減しかつ安定化していま

験時のプロペラ回転数を決め、性能を評す。図−2にプロペラをつけないで回転価していますが、目的によってはレイノ数を変化させた時のトルクを示します

ルズ数を変更して試験をすることもあり

が、5〜30rpsの回転数変化に対するトます。

ルクの変化は0.001kgf-mと小さくなっ

写真−1 プロペラ単独試験用動力計検
力部

図−2

図−1

10

100
5.0
50
2.5
0.005
0.01
0.1
0.1
0.1
150

プロペラ軸回転数と摩擦トルク

プロペラ単独試験用動力計概略図

SRC News No.75 April 2008

を中空にして重量軽減を企り、ユニバー

ペラ、ポッド、およびストラットを併せ

サルジョイントにベアリングを使用するたユニットに加わる水平面内の力・モーなど、精度を確保するための努力を重ねメントを計測する事ができる、ポッドユた結果であります。

ニット用3分力計（Fx,Fy,Mz）が取り付

近々二重反転プロペラ（CRP）用ポ

ないと、正確な計測値は得られません。

4．二重反転ポッド型動力計

また、回転数を制御する直流電源装置

けられています。ここで計測されるFxは、ッド型動力計が整備される予定です。参も0.01rpsまで正確に合わせることが出

プロペラのスラストからポッドとストラ考までに概略図を図−3に，容量、精度

来る高性能なものであり、直流増幅器もットの抗力を引いた値になります。また等を表−3に示します。

最高の性能のものを選択しています。

3分力計の上には旋廻台と駆動用モータ

3．ポッド型動力計
最近ではポッド型推進機を搭載した水槽試験が盛んに行われるようになりました。
当センターでは、写真−2で示すよう（試験センター技術部

新井明）が載っています。この旋廻台でポッド型推進機の向きを360度変更する事ができます。
この動力計の容量と精度等を表−2に示します。

なポッド型動力計を整備しています。
この動力計は、ポッド型推進装置の単表−2

独試験のみならず自航試験にも使用して

主要寸法
ポッド
部

長さ (mm)
260
直径 (mm)
76
長さ (mm)
66
ストラット
幅
(mm)
35
部
高さ (mm)260
プロペラ駆動モータ(0.5〜1.5kw)搭載
旋廻台で360度ポッド方向変換可能

います。

写真−2

ポッド型動力計

ポッド型動力計

この動力計は、ポッド、ストラット、
3分力計、旋廻台、駆動モータより構成
されています。ポッドおよびストラット部はプロペラスラスト、トルクの計測部
や動力伝達機構が無理なく収まる程度のスラスト・トルク計測部の容量と精度

表−3

スラスト(kgf)
容量(FS)
トルク(kgf-m)
ゼロ点変動 (%FS/℃)
感度変動(%FS/℃)
非直線性(%FS)
ヒステリシス (%FS)
干渉度(%FS/FS)
許容過負荷
(%FS)

主要寸法

30
1.0
0.02
0.05
0.5
0.5
3.0
150

ポッドユニット用3分力計の容量と精度
Fx(kgf)
容量(FS) Fy(kgf-m)Mz(kgf-m)
ゼロ点変動 (%FS/℃)
感度変動(%FS/℃)
非直線性(%FS)
ヒステリシス (%FS)
干渉度(%FS/FS)
許容過負荷
(%FS)

30
30
3.0
0.02
0.05
0.2
0.2
2
150

このポッド動力計は、プロペラ単独試ことにより任意の形状にすることが出来

験用動力計のように使い込まれた歴史のます。同様にストラット部の前後には、ある動力計ではないので、動力計を使用

流線型のフェアリングを製作して取り付する上で注意しなければならない点が数けることが出来ます。このようにする事多くあります。ポッド本体の性能、特に試で、実船装備が予定されているポッド推

験中のゼロ点の管理は不可欠です。また、進機と相似にする事ができます。ストラ

3分力計では着力点でのキャリブレーシ

ットの上部には、これらを支持し、プロョンを必要とするなど、細かい配慮をし

SRC News No.75 April 2008

CRP用ポッド型動力計

CRP用ポッド型動力計

ポッド
部

長さ (mm)
381
直径 (mm)
100
長さ (mm)
121
ストラット
幅
(mm)
36
部
350,450
高さ (mm)プロペラ駆動モータ(0.6〜1.2kw)2台搭載
旋廻台で360度ポッド方向変換可能
スラスト・トルク計測部の容量と精度
各軸のスラスト(kgf)
容量(FS) トルク(kgf-m)
ゼロ点変動 (%FS/℃)
感度変動(%FS/℃)
非直線性(%FS)
ヒステリシス (%FS)
干渉度(%FS/FS)
許容過負荷
(%FS)

25
0.5
0.01
0.01
0.3
0.3
1.0
150

ポッドユニット用3分力計の容量と精度大きさに作られています、ポッド外形は、樹脂等によりその都度カバーを製作する

図−3

Fx
(kgf)
Fy
(kgf-m)Mz(kgf-m)
ゼロ点変動 (%FS/℃)
感度変動(%FS/℃)
非直線性(%FS)
ヒステリシス (%FS)
干渉度(%FS/FS)
許容過負荷
(%FS)

容量(FS)

30
30
3.0
0.01
0.01
0.15
0.15
1.0
150

11

日中環境エネルギー物流協力フォーラム、
海上高速物流セミナーへの参画
来る1月15日から17日に第3回日中
環境エネルギー物流協力フォーラムが東大の柏キャンパスで開催されました。このフォーラムは東大が中心になって主催しており、今回が3回目で、中国側からは官庁関係者を始め、大学などからの参画、日本側からは、大学、海技研を始め、
民間電力会社からなど多方面からの参加がありました。2日目からは4つの分科会方式になり、日本造船技術センターでは、分科会Ⅱ海運−陸運の新物流システ
ムの構想に参画して、東大と「日中間高速海上物流と複合一貫輸送システムについて」の発表を致しました。
さらにこの内容に関連するものとし
平成19年度成果の部外発表状況
論文または報告名
CFDと船型設計（財）日本造船技術センターにおけるCFDの利用A New Prediction Method for
Deterioration of the Corrosion Protection
System of the Oil Storage Barges■委員会等

海上高速物流セミナーの様子

れ、多数の参加者を見ることができました。当センターとしては、東大と共同で研究してきた内容を中心に現在までの成果発表を行いました。特に欧米を中心に実用化が進んでいるトリマラン船型の研究成果、実用船の試設計を元に水槽試験を実施し、日中間航路を対象とした大型で高速省エネ貨物船への実用化のめどが得られたことなどをお話しました。パネ
ルディスカッションでは、大連海洋大学のジン教授や青函航路へ高速フェリーを投入された東日本フェリーの古閑社長を始め多彩なメンバーから将来に向けての積極的な発言がなされ、盛況の中に終了しました。

健、新郷将司

発表誌
海上技術安全研究所報告て、2月19日には、東京駅前で国土交
通省主催、日本造船技術研究協会が運営された海上高速物流セミナーが開催さ著者
金井

第7巻第2号

Hironori Sugimoto
Yuji Horii (JOGMEC)

Shipbuilding Technology ISST
2007、Osaka,2007

第101回HRC委員会

第7回SPCG委員会

平成20年2月6日（水）オフィス東京「会議室F」

平成20年2月6日（水）オフィス東京「会議室F」

かない面もありますが、それなりに楽し

高度化、高精度化、高速化などの成果をめる場面もあります。

出せる様に業務に邁進していきたいと考えています。

世の中は近頃、原油の高騰に起因する
この1月に武蔵野の吉祥寺に移転しまと思われる工業製品から生活用品に至る

この冬は地球温暖化を忘れさせる程のした。飯田橋とは街の雰囲気がだいぶ様

物価高、米国のサブプライム問題からの厳冬でしたが、もうすぐ来る近くの井の相を異にします。オフィス街というより金融不安・株安、高齢化社会による労働

頭公園の桜の季節が楽しみな今日この頃

は、若者の集まるちょっとハイカラでも人口の減少、環境問題などなど決して楽です。(H.S.)あり、また混みいった横丁が点在する活観できる状況にはありませんが、我々の気のある街です。年配の方には興味が沸できる範囲での社会貢献、特に技術的な本部移転のお知らせ（財）日本造船技術センター本部は、平成20年1月15日より吉祥寺南口（公園口）の下記に移転しました。
試験等の申し込み、問い合わせは下記までご連絡をお願いいたします。
〒180-0003
東京都武蔵野市吉祥寺南町1丁目6番1号
吉祥寺スバルビル3階TEL 0422−40−2820〒181-0004
東京都三鷹市新川6丁目38番1号（独）海上技術安全研究所2号館内
TEL 0422−24−3861

本部（吉祥寺）

試験センター（三鷹）
三鷹駅

パルコ

吉祥寺駅 JR中央線
至新宿

至立川

至立川

至新宿

バスのりば

JR中央線吉祥寺駅
南口

丸井
吉祥寺店
本館

丸井
バスのりば

ユザワヤ
京
王
井
の
頭
線
吉
祥
寺
駅

井の頭公園

井ノ

日本造船技術センター
吉祥寺スバルビル

頭通

り

GS
バス停
三鷹市役所前

至
渋
谷

バス停
三鷹農協前

GS

井の頭公園

バス停 航研前

多摩青果

GS 三鷹消防署
三鷹保健所

海上技術安全研究所内
日本造船技術センター 試験センター

調布 I.C.

12

中央高速道路